淺析土樁擠密施工技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用

王義堂

（新康監(jiān)獄，山西 太原 030006）

1 土樁擠密施工的適用范圍

擠密法是一種用來形成直徑較大狀的方法，它先通過振動、沉管與沖擊等方法成孔，然后用碎土、砂石、土及石灰（可根據(jù)實際需要替換其他材料）來填充孔，最后再通過振實的方式將其處理成樁。擠密法形成較大直徑樁體的作用機理是深層密實，因此，擠密法是深層密實法的一個分支，標(biāo)志著當(dāng)代地基處理方法取得的重大進展。

根據(jù)填充的土質(zhì)不同，擠密法通常分土樁、灰土及二灰土樁擠密法。

土樁擠密法主要是用來對地基進行加固，通常適用于處理位于地下水上方具有濕陷性特性的素填土、黃土及雜填土等地基。此類方法主要采用振動沉管、打入鋼套管或炸藥爆擴等方式在地基成樁，然后再以分層的形式來進行孔的回填土操作，最后夯實即可。樁孔位置的土體在經(jīng)過成孔及夯實等操作后，會全部被擠壓到附近的土體中，樁附近的土體就被擠密，如此一來，通過對周圍土體的擠密就能夠消除樁間土體的濕陷性，并同時在一定程度上增強了土體的承載力，這種方法主要是通過對土體的側(cè)向深層擠密來實現(xiàn)對地基的加固。

要對地基的地質(zhì)條件進行分析后，再根據(jù)具體的情況與需求來確定狀的性質(zhì)，如果地基濕陷情況比較嚴(yán)重的話，處理目的就是清除濕陷性，此時應(yīng)該采用土樁擠密法進行加固，假若需要提高地基的水穩(wěn)性或承載力的話，就應(yīng)該采用灰土樁或二灰土樁。

2 不適宜采用土樁擠密法的情況

并不是所有的地基都適宜采用土樁擠密法來進行加固，為了有效地使用土樁擠密法，必須要對地基的土質(zhì)進行合理的分析與判斷。假若地基的含水量超過23%，飽和度高于0.65，就不適宜對其采用土樁擠密法來加固，但，如果在施工過程中采用適當(dāng)?shù)拇胧﹣斫档偷鼗暮康脑?，就可以采用。另外，黃土層中通常夾有薄沙礫層，假若薄沙礫層厚度超過4cm的話，對其采用土樁擠密法加固的話，施工中的成孔操作難度就非常大。

3 土樁材料質(zhì)量的控制

3.1 素土

土樁擠密法中土樁使用的素土主要是粉質(zhì)粘土，而且都要用篩孔小于2cm的篩子對其進行過篩處理。不允許里面有大于5%的有機質(zhì)，嚴(yán)禁在回填素土中摻雜凍土或膨脹土。素土中可以存在碎石，但其粒徑必須保持在5cm以下。

3.2 灰土

通常選用過篩的塑性指數(shù)超過4和粒性土的粉土作為土樁中的灰土，不允許在里面摻雜有松軟雜質(zhì)，并確保顆粒粒徑在1.5cm這個范圍內(nèi)。灰土中應(yīng)使用塊徑小于50mm的新鮮生石灰作為石灰摻料，并將含石量控制在5%以下。要嚴(yán)格控制灰土中的生石灰，這是因為，假若生石灰塊徑過大，就會對樁的密度造成不利影響，而且生石灰容易和水發(fā)生反應(yīng)，軟化為膏狀，同時，生石灰粉面也比較多，潛在噴漿的危險。

3.3 二灰土

為了不影響增強效果，二灰土中的粉煤灰需要晾干后才能使用，而且要按照一定的體積比和生石灰拌和均勻。

4 施工要點

4.1 成孔擠密

4.1.1 沖擊法

沖擊法成孔主要是利用定型或簡易沖擊機來進行，施工工藝是將錘頭升高到一定高度后，再任其自由下落，這樣就會對土層造成嚴(yán)重的沖擊，重復(fù)這樣的操作，直至成孔結(jié)束，通過這種方式得到的孔，孔深通常超過20米，孔徑范圍為500到600米。

為了保證孔的質(zhì)量，需要做到下面幾點:

（1）要根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)狀況與孔徑設(shè)計直徑來選擇適合的機型來進行施工，為避免錘頭入土位置錯誤或在沖擊過程中造成孔口損壞，需要裝設(shè)鋼管導(dǎo)向器在鉆機上。

（2）不能再開孔前，將錘提的過高，要控制在較低的位置，并且沖擊次數(shù)要頻繁，當(dāng)錘頭完全入土后，則轉(zhuǎn)換成正常的沖程錘擊，這時候，仍然不允許過多的使用高沖程。

（3）為了方便觀測沖孔的深度，從而對其進行控制，必須要在鋼絲繩上設(shè)置長度標(biāo)志。

4.1.2 沉管法

沉管法成孔的主要器具是振動或錘擊樁機，打入土層的樁管所帶有的樁尖是由精鋼特制而成的，樁管入土深度是設(shè)計深度，一般為7到8米，樁管的拔出操作必須要緩慢進行，拔出后即成孔。

為了保證成孔的質(zhì)量，選擇操作設(shè)備時，對于打樁機，要求其性能必須要和樁管直徑、長度、質(zhì)量和地基土質(zhì)條件相適應(yīng)；對于錘擊樁機，應(yīng)選取錘重超過樁管重量兩倍的。為了保證樁管準(zhǔn)確的落入樁孔中，需要采用平穩(wěn)就位樁機來協(xié)助操作。在整個沉管過程中，都要注意控制操作的速度和力度，要做到輕擊慢沉，一旦樁管穩(wěn)定，就要及時將其拔出，拔出過程中，要注意不要破壞孔口。另外，成孔后，如果樁孔出現(xiàn)嚴(yán)重的縮項及回淤情況，需要及時填入干砂，并再重復(fù)一次沉管成孔。

4.1.3 爆擴法

爆擴法成孔主要包括藥眼施工法與藥管施工法。

（1）藥管施工法。藥管施工法通常用于土層含水量比較大的地基，具體施工程序為:首先使用扁頭鏟或洛陽鏟在土中挖掘出一個直徑為6到8cm的空洞，挖深要與樁孔設(shè)計深度保持一致，然后，把炸藥管和兩枚左右的電雷管放入孔洞中，炸藥管直徑應(yīng)選擇1.2到3cm。一切就緒后，就進行引爆，至此，成孔完成。為了保證施工質(zhì)量使用的炸藥一定要選擇國家生產(chǎn)的，而且要嚴(yán)格控制炸藥的用量。

（2）藥眼施工。藥眼施工法通常用于土層含水量大于22%的地基，具體施工程序為:首先要對土層打入鋼桿，桿徑取值為0.1到3cm，拔出鋼桿后，藥眼形成，然后在藥眼中填入炸藥及1到2個雷管，一切就緒，就進行引爆，至此，程控完成。確保施工質(zhì)量的措施和藥管施工法一致，就是使用的炸藥要確保是國家生產(chǎn)的。

4.2 填料夯實

在進行正式的回填夯實施工前，必須要先進行回填試驗，明確填料數(shù)夯量和夯擊數(shù)。使用的夯實器具通常是電動卷揚機提升式夯實機，它不但夯機能量大，而且夯實效果好，這是由于其錘重高達(dá)450千克。另外，偏心輪夾桿式夯實機也比較常見，它的夯錘鋼管長約6到8米，管徑為6到8厘米，錘重為100到150千克，特點是鋼管和夯錘被焊成一個整體，鋼管被一雙同步向偏心輪夾在中間。為了確保夯實質(zhì)量，要確保錘重大于100千克，錘徑最大值小于樁孔孔徑10到60cm，同時，確保錘機平衡就位，而且位于樁孔中。另外，還要保證樁孔沒有積水或其他雜物，嚴(yán)禁送料車將填料直接倒入孔中，要采用專業(yè)人員進行填料，并預(yù)留70到100厘米的土層在基礎(chǔ)地面上。結(jié)束操作后還需要采取一定的防雨防凍措施。

5 常見的問題與對策

5.1 樁身疏松或斷裂

造成土樁樁身疏松或斷裂的主要原因有:

（1）沒有將填料攪拌均勻，含水量超過標(biāo)準(zhǔn)值或小于標(biāo)準(zhǔn)值，含水量不夠時，應(yīng)該用水濕到標(biāo)準(zhǔn)值；

（2）沒有嚴(yán)格按照施工要求進行操作，回填速度過快，而且夯擊次數(shù)不足。夯擊在對樁孔進行填料之前，對應(yīng)先對孔底夯擊三到四錘，并按照測定的密度，一邊填一邊夯擊，要對下料的速度及夯擊次數(shù)進行嚴(yán)格的控制。

5.2 縮孔或塌孔

造成土樁縮孔或塌孔的主要原因有:

（1）地基土質(zhì)的含水量不足或過大；

（2）沒有按照規(guī)定的順序來成孔，應(yīng)該嚴(yán)格按照先外后內(nèi)，中間停頓的順序來成孔；

（3）沒有及時回填夯實。為了避免已成的孔被水浸濕，應(yīng)該在成孔當(dāng)天及時回填。

總結(jié)

綜上所述，土樁擠密施工技術(shù)非常適用于公路工程中的軟土地基，能夠?qū)ζ溆泻芎玫募庸套饔?，而且操作簡單。然而，在施工的同時，也要注意其存在的一些問題。

[1]葉偉，淺析公路工程中土樁擠密施工技術(shù)，黑龍江科技信息[J]，2011(22).

[2]鮑愛國，公路工程中土樁擠密施工技術(shù)，中國新技術(shù)新產(chǎn)品[J]，2010(3).